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超聲波測距用什麼方式

發布時間:2022-07-17 00:26:52

A. 關於超聲波測距

是這樣的,目前的超聲波產生和接收器件大部分都是壓電陶瓷(磁致伸縮雖然性能高,但應用並不方便)。
壓電陶瓷的性能是這樣的,你給出「一個」脈沖,它就產生一個阻尼震盪,聲波反射回來後根據時間計算距離。
將上面做成循環,在宏觀上從時間的角度看,它不就是一系列的方波嗎?其實也應該是有一系列的回波,文獻里沒提罷了。
每執行一次循環體,就得到一個距離,如果不需要其它處理的話,將距離顯示出來,這樣你的儀器就能夠「實時測距」了,^_^
漢語有的時候還是容易產生歧義的,希望這樣解釋對你有幫助。
超聲波這方面的東西我做了兩年了,其實聲波很簡單,它是機械波,比起電磁,還是簡單了不少啊。

B. 超聲波測距的幾種方法原理

相位檢測法是通過測量返回波與發射波之間相差多少相位,判斷距離;聲波幅值檢測法是看回波的幅度大小,判斷距離;渡越時間檢測法是通過回波的返回時延判斷距離;
個人認為,相位檢測法最精確,但是測量距離也較短,電路復雜;幅度法最簡單最廉價,也最不精確;時間檢測法是居中的,也不太復雜,測量距離、精度也都不錯,所以應用比較廣泛。

C. 超聲波測距儀的工作原理

超聲波指向性強,能量消耗緩慢,在介質中傳播的距離較遠,所以經常用超聲波來測量距離,如測距儀和物體測量儀,超聲波測距儀裝置上有設置瞄點裝置,只要把儀器對准要測量的目標,就會出現一點在測距儀的顯示屏幕上,主要是通過聲速來測量的,肉眼看不見射出的線。
超聲波發射器向某一方向發射超聲波,在發射時刻的同時開始計時,超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即返回來,超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s,根據計時器記錄的時間t,就可以計算出發射點距障礙物的距離(s),即:s=340t/2 。這就是所謂的時間差測距法。
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知,測量聲波在發射後遇到障礙物反射回來的時間,根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。

D. 超聲波測距的原理是什麼

超聲波測距原理是通過超聲波發射器向某一方向發射超聲波,在發射時刻的同時開始計時,超聲波在空氣中傳播時碰到障礙物就立即返回來,超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為v,而根據計時器記錄的測出發射和接收回波的時間差△t,就可以計算出發射點距障礙物的距離S,即:
這就是所謂的時間差測距法。
由於超聲波也是一種聲波,其聲速C與溫度有關,表1列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時,如果溫度變化不大,則可認為聲速是基本不變的。常溫下超聲波的傳播速度是334米/秒,但其傳播速度V易受空氣中溫度、濕度、壓強等因素的影響,其中受溫度的影響較大,如溫度每升高1℃,聲速增加約0.6米/秒。如果測距精度要求很高,則應通過溫度補償的方法加以校正(本系統正是採用了溫度補償的方法)。已知現場環境溫度T時,超聲波傳播速度V的計算公式為:
聲速確定後,只要測得超聲波往返的時間,即可求得距離。這就是超聲波測距儀的機理。

E. 超聲波感測器測距中的相位法測距,幅度法測距和時間檢測法的原理和方法比較,盡量具體點,急用...謝謝了...

我做過超聲測距,採用傳統的發射反射測時法,這是絕大多數用的傳統方法,估計也就是你說的時間法。時間法主要是受感測器響應的影響,有一個死區,限制了最小測距范圍!具體說,發送時餘震(後緣拖尾)接收時前緣延遲,用信號系統話說就是超聲波與感測器以及傳輸媒介不匹配的原因引起,這幾乎是不可解決的難題!因為不匹配是絕對的!這個不匹配就限制了最小測距距離!
幅度法用的比較少,精度和抗干擾性最差,但實現起來容易,甚至可以實現不用單片機的模擬式用指針指示距離,其原理是,超聲波發送是以一定的扇形角發送的,距離越遠,信號損失越大,信號越弱,所以可以根據收到的超聲波幅度大小來推算距離!我個人認為最佳的方式是相位法,用通信術語說叫相干法,讓超聲波按偽隨機系列作脈沖發送(最好是用巴克碼,類似今天手機上的CDMA技術),發送出去的超聲波經過所測距離的傳輸,接收回來的超聲波相當於一列移了相的接收超聲波,於是發送方在發送主超聲波同時,也產生「本地移相超聲波」與反射回來的接收到的接收超聲波比對,當二者完全對齊(同向或者反向對齊)時,此時「本地移相超聲波移向了多少」就反應了所測距離的多少!採用這種辦法可大大消除發感測器餘震和接收拖尾帶來的死區效應,如果解析度能可靠穩定可重復地提高到0.1MM,那時我國的超聲流量計技術在測流上就無形中突破了!

F. 超聲波測距採用什麼辦法可以精確到0.01mm

假定超聲波的速度為340m/s,而一般的單片機工作時的最小時間周期為1us,兩者一乘,得到的距離是0.00034m,也就是0.34mm。這就是它的精確度。所以無法達到你所要求的0.01mm。
除非是某個單片機的最小時間周期為1ns,那精確就可以達到0.0034mm。所以就看你找到的單片機的型號了。

G. 超聲波測距的原理

二、 超聲波測距原理
1、 超聲波發生器
為了研究和利用超聲波,人們已經設計和製成了許多超聲波發生器。總體上講,超聲波發生器可以分為兩大類:一類是用電氣方式產生超聲波,一類是用機械方式產生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等;機械方式有加爾統笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同,因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發生器。
2、壓電式超聲波發生器原理
壓電式超聲波發生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波發生器內部結構如圖1所示,它有兩個壓電晶片和一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號,其頻率等於壓電晶片的固有振盪頻率時,壓電晶片將會發生共振,並帶動共振板振動,便產生超聲波。反之,如果兩電極間未外加電壓,當共振板接收到超聲波時,將壓迫壓電晶片作振動,將機械能轉換為電信號,這時它就成為超聲波接收器了。
3、超聲波測距原理
超聲波發射器向某一方向發射超聲波,在發射時刻的同時開始計時,超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即返回來,超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s,根據計時器記錄的時間t,就可以計算出發射點距障礙物的距離(s),即:s=340t/2 。這就是所謂的時間差測距法。
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知,測量聲波在發射後遇到障礙物反射回來的時間,根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。由此可見,超聲波測距原理與雷達原理是一樣的。
測距的公式表示為:L=C×T
式中L為測量的距離長度;C為超聲波在空氣中的傳播速度;T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收時間數值的一半)。
超聲波測距主要應用於倒車提醒、建築工地、工業現場等的距離測量,雖然目前的測距量程上能達到百米,但測量的精度往往只能達到厘米數量級。
由於超聲波易於定向發射、方向性好、強度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優點,是作為液體高度測量的理想手段。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度,但是目前國內的超聲波測距專用集成電路都是只有厘米級的測量精度。通過分析超聲波測距誤差產生的原因,提高測量時間差到微秒級,以及用LM92溫度感測器進行聲波傳播速度的補償後,我們設計的高精度超聲波測距儀能達到毫米級的測量精度。
超聲波測距誤差分析
根據超聲波測距公式L=C×T,可知測距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差引起的。
時間誤差
當要求測距誤差小於1mm時,假設已知超聲波速度C=344m/s (20℃室溫),忽略聲速的傳播誤差。測距誤差s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s 即2.907μs。
在超聲波的傳播速度是准確的前提下,測量距離的傳播時間差值精度只要在達到微秒級,就能保證測距誤差小於1mm的誤差。使用的12MHz晶體作時鍾基準的89C51單片機定時器能方便的計數到1μs的精度,因此系統採用89C51定時器能保證時間誤差在1mm的測量范圍內。
超聲波傳播速度誤差
超聲波的傳播速度受空氣的密度所影響,空氣的密度越高則超聲波的傳播速度就越快,而空氣的密度又與溫度有著密切的關系,如表1所示。
已知超聲波速度與溫度的關系如下:
式中: r —氣體定壓熱容與定容熱容的比值,對空氣為1.40,
R —氣體普適常量,8.314kg·mol-1·K-1,
M—氣體分子量,空氣為28.8×10-3kg·mol-1,
T —絕對溫度,273K+T℃。
近似公式為:C=C0+0.607×T℃
式中:C0為零度時的聲波速度332m/s;
T為實際溫度(℃)。
對於超聲波測距精度要求達到1mm時,就必須把超聲波傳播的環境溫度考慮進去。例如當溫度0℃時超聲波速度是332m/s, 30℃時是350m/s,溫度變化引起的超聲波速度變化為18m/s。若超聲波在30℃的環境下以0℃的聲速測量100m距離所引起的測量誤差將達到5m,測量1m誤差將達到5cm。

H. 超聲波測距方法有哪些

對於第一個問題:
超聲波測距,通常在10米以內,但也有個別廠家做到幾十米甚至百米的。超聲波測距有以下幾個特點:1、頻率越高,精度也越高,但檢測距離越近(空氣衰減增大);2、輸出功率越高、靈敏度越高,檢測距離也越遠(雖然是廢話,但我必須寫上);3、通常檢測角度小的,測距范圍略遠;4、以上因素所造成的影響加起來,可能沒有被測物體帶來的影響更大:例如一個剛性表面(例如鋼板)和一根鐵絲、或者在鋼板表面鋪滿吸音綿、或者把鋼板與探頭法線夾角從垂直改為傾斜45度等等,這些因素所帶來的影響最大的。這也許不太容易理解,如果把超聲波比作可見光,那麼剛性表面可以理解成鏡子,要想讓你發現距離很遠的人,對方用鏡子『晃』你是最好不過的了。但如果把鏡子罩上黑紙,或者把鏡子傾斜45度所帶來的影響,你我可想而知,超聲波也一樣。
第二個問題:
一個單片機上同時使用幾個不同頻率的超聲波模塊,這就是軟體程序的問題,沒有什麼難度,大學生就可以做,我想你一定也沒問題。關於測距模塊,從20khz~400khz,測距范圍從0.1m~30m這些都不難購到,技術也不是很難。問題是,你能找到這么多頻率的探頭么?雖然超聲波探頭的各種頻率都有,但它是針對量程來劃分的,同一個量程里,頻率都很接近(例如3-10米測距基本都是40khz)。你要在同一個量程里找出4種不同頻率來,恐怕是有難度的。當然你也可以用4種不同的頻率來驅動同一種探頭。可是,若4個頻率中的某個頻率與探頭的中心頻率差別大了(例如超過5%),會導致效率大幅減低,如果頻率差別小了,識別、區分他們又有困難,例如對於一個40khz的探頭,一般廠家規定的下限和上限也就是38khz~42khz,我們就算冒險用到37khz~43khz(從可靠性和穩定性考慮,我不贊成這么用),你需要區分37khz、39khz、41khz、43khz四種頻率的反饋信號,如此以來,常規的測距電路是不能用了,你需要研究一種全新的測距方案來識別他們,而且不能影響正常的計時精度,我建議你參考一些微波雷達的技術。

I. 怎麼實現超聲波測距

網路搜索:超聲波測距原理
會有一份完整的原理文檔,包含公式、實現原理,電路模塊、程序代碼和誤差,以下是摘抄:

[1] 馬忠梅,等. 單片機的C 語言應用程序設計. 北京航天航空大學出版社,2001年
[2] 劉瑞星,等.單片機原理及應用教程.機械工業出版社,2006年
[3] 趙珂,等. 高准確度超聲波測距儀的研製.感測器技術,2003年第22卷第2期
[4] 藏日章 基於AT89C51單片機的超聲波測距系統.電氣時代,2005年第7期
[5] 牛余朋 基於單片機的高精度超聲波測距電路.電子世界,2005年5期
[6] 姜道連,等.用AT89C2051設計超聲波測距儀. 維普資訊,編號:00121
[7] 胡萍 超聲波測距儀的研製. 計算機與現代化,2003年第10期,編號:100622475 (2003) 1020054203
[8] 吳銀鳳,等.紅外線接收電路CX20106的應用. 電氣時代,2003年第9期
[9] 馬殷元 基於新型單片機P89C51RD2的倒車雷達設計. 甘肅科技,第20卷 2004年9月第9期
[10]劉鳳然 基於單片機的超聲波測距系統. 感測器世界,2001年5月
[11]李茂山 超聲波測距原理及實踐技術. 使用測試技術,1994年3月第1期

J. 老師,關於多超聲波測距,有什麼樣的方法才能同時測得數據。如果採用循環來測距應該怎麼做

對於多超聲波測距來說,如果你要同時做,你就得讓這些超聲波的頻率互相間隔開,否則互相會產生干擾。
如果你覺得這種間隔不容易做到,也可以採用循環掃描法來做,也就是先確定比如4個點,每個點上都有一套超聲波測距裝置(一個發射探頭,一個接收探頭),按一定的規律循環掃描。比如先啟動1號探頭,發射,接收,測量好數據後。啟動第2個,發射,接收,測量好數據。然後第3,第4個。全部測量完成後,把數據集中,按照中學幾何(平面幾何或者立體幾何,具體跟你的探測點放置有關系,物體的位置就相當於以你的探測頭為圓心,以探測出的距離為半徑的一個圓弧上,由於目標只有一個,因此理論上,4個點測出的圓弧最終會相交於1點,也就是物體位置,利用平面或者立體坐標,以及圓的數學函數方程,可以輕易算出來),算出坐標。然後再啟動一次循環,第二次測量出坐標。多測幾次後,把坐標(可能是平面,也可能是立體坐標)進行統計測算(比如求平均值),就可以求出比較准確的物體的坐標了。
從現在的情況看,你要做這么幾步:
1、首先確保你會使用一個超聲波探頭測量距離。
2、你要溫習一下中學幾何的知識。
3、我建議你不要玩模塊,這種東西雖然看似比較簡單,其實你真正能學會的東西不多。而且如果它的軟硬體設計有缺陷(比如你現在遇到的問題),你查也沒法查出來。

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